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A new design methodology for four-bar linkage mechanisms based on derivations of coupler curve

This paper presents a new design methodology for crank-rocker four-bar linkage based on differential objective functions. Em primeiro lugar, para evitar a obtenção de um mecanismo com uma forma de trajetória não intencional, nós classificamos a trajetória da ligação em quatro tipos de formas. A otimização de duas etapas para um tipo específico de forma é proposta. No primeiro passo, a forma da trajetória é obtida minimizando o erro quadrático médio (RMSE) entre o declive (derivado de primeira ordem) do ponto de acoplador e o da trajetória alvo. O tamanho da trajetória é então determinado minimizando a RMSE entre a mudança de ângulo de inclinação (derivada de segunda ordem) do ponto de acoplamento e a da trajetória desejada. Esta nova abordagem apresenta três vantagens:: i) a trajetória desejada pode ser definida como um ciclo contínuo e fechado, ii) a solução ideal pode ser obtida sem a possibilidade de gerar um mecanismo com uma curva de acoplador não intencional, e iii) o método pode levar em conta a velocidade da saída para cada seção com uma velocidade de entrada constante. Foram realizados três estudos de caso para verificar as vantagens da nova abordagem, com base num novo índice denominado “a bondade da rastreabilidade”.